Основу большинства строительных материалов составляют природные компоненты, которые обладают необходимыми свойствами и находятся в достаточном количестве для промышленной добычи. Кварцевый песок относится к одному из самых распространенных природных минералов и применяется во всех сферах строительной деятельности.

Чем обеспечиваются химические свойства материала

Главным компонентом кварцевого песка является диоксид кремния (кварц). Его формула – SiO2. В его составе также могут содержаться органические примеси, глина, оксиды железа и ряда других металлов. Содержание кварца в исходном минерале обычно не менее 93-95 %.

Принцип действия строительных смесей, применяющихся для получения строительных блоков и плит, основан на химическом взаимодействии компонентов. Образующиеся в его результате неорганические цепочки обеспечивают требуемые параметры материала.

Диоксид кремния является кислотным оксидом, поэтому вступает в реакцию с соединениями кальция и алюминия, содержащимися в известняке и глине. Взаимодействие может протекать как при высыхании влажной смеси, так и при термическом запекании.

Разновидности кварцевого песка и его добыча

Выделяют естественную и искусственную разновидности песка, отличающиеся способом добычи.

Естественный природный

Этот вид песка повсеместно распространен в природе и находится на дне водных бассейнов и в составе толщи грунта. Размеры большей части его зерен составляют от 0,2 до 1 мм.

Существуют несколько путей добычи кварцевого песка:

• разработка карьеров – является основным способом. Если добыча проводится над уровнем моря, то полученный песок называется горным. Разновидности почвенного песка извлекаются при разработке грунта на равнинах. Внешний вид карьерного песка отличается заостренными формами и часто – шершавой поверхностью, что делает данный его ценным строительным материалом. Извлеченный песок может подвергаться дополнительной обработке – просеиванию, промыванию и просушке. Чем строже требования к свойствам песка в какой-либо отрасли, тем тщательнее требуется подготовка. В строительстве небольших сооружений песок обычно не подвергают никакому воздействию и поставляют прямо с места его добычи;
• разработка водных бассейнов – песок вымывается земснарядом и характеризуется высокой чистотой, обеспечиваемой естественной промывкой. Добыча ведется в руслах рек, озерах, а также морских акваториях. Морской песок несколько менее ценен из-за большего содержания минеральных примесей. Речной песок отличается гладкой формой – под увеличением микроскопа песчинки напоминают морскую гальку. Использование гладких (окатанных) песков распространено в самовыравнивающихся смесях – песчинки не цепляются друг за друга.

Так на фото выглядит природный кварцевый песок

Искусственный песок

Несмотря на название, минерал имеет естественное происхождение, однако изначально находится в виде крупных кристаллов. Для превращения кристаллов кварца в песок применяют механическое воздействие (взрыв), после чего осколки подвергаются дроблению.

Способы классификации кварцевого песка

Отправной точкой в системе классификации являются свойства материала и способы его подготовки. Выделяют следующие направления классификации кварцевого песка:

По крупности (фракционному составу)

Численное выражение является средним значением размеров частиц или диапазоном их размеров (фракцией):

1. пылевидный кварц – представляет фракцию менее 0,1 мм (просеивается в сито с диаметром пор 0,1 мм) и обычно встречается при дроблении кристаллов кварца;
2. мелкозернистый песок – фракция 0,1-0,25 мм;
3. средний песок – фракция 0,25-0,5 мм;
4. крупнозернистый песок – фракция 0,5-1 (редко до 3) мм.

По обогащению

Кварцевый песок подразделяется на необогащенный и обогащенный песок:

• необогащенный песок представляет собой исходный минерал, который не подвергали обработке с целью увеличения содержание диоксида кремния;
• обогащенный песок содержит увеличенное на несколько процентов содержание кварца, полученное за счет удаления большинства примесей. Так, белый кварцевый песок очищен от органических соединений, оксидов железа и примесей глины путем просеивания, промывки и сушки.

Из-за особенностей производства различаются и основные технические характеристики полученного материала. Это в свою очередь влияет на возможности дальнейшего .

Технология обогащения

Высокая чистота кварцевой смеси является необходимым требованием в ряде технологических процессов. Начальная ступень обогащения включает фракционирование и промывку – с их помощью удаляются наиболее грубые примеси.

Следующим этапом является использование специальных технологий, таких как:

• гравитационное обогащение – основной способ, сущность которого заключается в разделении компонентов смеси по плотности. Более легкие частицы уносятся водным потоком, тогда как тяжелые оседают на дно аппарата. Гравитационное воздействие можно усилить центрифугированием или добавлением химических реагентов, изменяющих смачиваемость компонентов песка;
• электрическая и магнитная сепарация – представляет собой воздействие электрическим током и магнитным полем, приводящим к отделению некоторых примесей. Так, магнитное воздействие особо эффективно при очистке от частиц железа, обладающих магнитными свойствами.

Параметры обогащенного песка принципиально влияют на качество выполняемых работ. Наилучшие по свойствам песчаные смеси производят только сертифицированные предприятия, использующие стандартные технологии.

По окраске

Бывает природный и окрашенный. Природный кварцевый песок имеет цвет от бледно-желтого до коричневато-желтого. Искусственное окрашивание проводится устойчивыми красками на основе синтетических связующих, позволяя создавать из песка оригинальные многоцветные орнаменты. Такой песок может быть цветным и белым.

По степени подготовки

В зависимости от технологических требований, песок может выпускаться в следующих разновидностях:

1. фракционированный – представляет собой конкретную фракцию песка, размеры которой ограничены техническим регламентом;
2. сухой – высушенный до воздушно-сухого состояния. Вместе с фракционированным песком может применяться в качестве рабочего тела пескоструйных аппаратов;
3. прокаленный песок – полностью обезвоженный путем прокаливания. Нагревание существенно выше 100 °С обеспечивает десорбцию влаги даже из глубоких пор кварца. Такой песок применяется в готовых строительных смесях, хранящихся длительное время – даже незначительное содержание влаги может привести в негодность всю смесь;
4. окатанный кварцевый песок – обладает менее абразивными свойствами, поэтому подходит для деликатного применения, например, песочниц на детских площадках;
5. формовочный кварцевый песок – применяется для получения литых кварцевых изделий и отличается высокой степенью обогащения.

Производство и добыча кварцевого песка

На территории России существует значительное количество крупных месторождений кварцевого песка. К наиболее известным относятся Чулковское (Московская обл.), Козловское (Брянская обл.), Елшанское (Волгоградская обл.), Березичское (Калужская обл.) месторождения и ряд других.

Отличия кварцевого строительного песок, добываемого из этих мест, заключаются в изначально высоких параметрах качества и большей стоимости. Важно понимать, что свойства песка из ближайшего карьера будут вполне достаточны для строительства небольших дачных сооружений, поэтому не стоит переплачивать. Если же целью является постройка крупного особняка, то экономия на качестве песка может негативно отразиться на долговечности дома.

Так происходит добыча кварцевого песка на специальной производственной линии:

Чем нормируются характеристики песка

Основным регулирующим документом является ГОСТ 2138-91, также существуют и другие нормативные документы (гост 22551 77, гост 51641 2000, 8736 93) . В них отражены требования к основным параметрам качества и свойствам, а именно:

1. содержание глинистой составляющей. Выделяют 5 групп с установленными количествами глины от 0,2 до 2,0 %;
2. содержание диоксида кремния – от 99 % до 93 %, соответствующих группам от К1 до К5;
3. коэффициент однородности, отражающий вариацию размеров частиц относительно среднего (в %). Чем больше значение, тем однороднее песчаная смесь. Всего существует пять групп (от О1 до О5), отличающихся коэффициентом однородности (от 80 до 50 %);
4. фракционный состав. Данный параметр отражает средние размеры частиц кварцевого песка: до 0,14 мм; 0,14-0,18 мм, 0,19-0,23 мм, 0,24-0,28 мм, более 0,28 мм;
5. влажность. Сухие пески содержат не более 0,5 % влаги, влажные – не более 4,0 %, сырые – не более 6,0 %;
6. в составе песка также нормируется содержание оксидов металлов, площадь поверхности зерен, их форма, газопроницаемость, а также потеря массы при прокаливании.

Качественный песок обязательно должен иметь сертификат соответствия указанным нормам.

Эксплуатационные свойства кварцевого песка

К параметрам материала, влияющим на качество работы и определяющим сферу применения, относятся:

• насыпная плотность – составляет порядка 1300-1500 кг/м3;
• истинная плотность – находится в диапазоне 2600-2700 кг/м3. Значение истинной плотности применяется при расчетах объема цементного или бетонного раствора, получаемого при смешивании компонентов;
• теплопроводность кварцевого песка – около 0,30 Вт/(м?°С). Значительное влияние на теплоизолирующие свойства оказывает форма и размеры песчаных гранул – чем плотнее их расположение и меньше зазоры, тем коэффициент теплопроводности выше;
• температура плавления — максимальная рабочая температура кварцевого песка оценивается в 1050 °С, что вполне достаточно для любых строительных работ. При литье кварцевых изделий используются температуры 1700 °С и выше.
• обычный кварцевый песок в рыхлом состоянии имеет объемный вес 1 500 кг/м3, а объемныйвес составляет 1600 кг/м3.

Достоинства и недостатки материала – общая оценка

Кварцевый песок является практически незаменимым компонентом во множестве областей применения, а технологии с его участием отработаны до совершенства. За практичность материал получает «5».

Внешний вид песка знаком с детства, а песочные площадки часто ассоциируются с пляжем и отдыхом – за внешний вид также ставим твердую «5».

Несмотря на массовое применение песка, его мелкая пыль может приводить к хроническим болезням у строителей. За экологичность материал получает «4».

Стоимость песка сравнима со стоимостью других строительных материалов. Не обладая особыми преимуществами в цене, кварцевый песок вполне заслуживает оценки «4».

Примерная стоимость различных фракций кварцевого песка приведена в таблице:

Наряду с глиной и известняком, кварцевый песок относится к числу важнейших и необходимых компонентов для производства и быта. Разнообразие свойств материала обеспечивает широкий спектр применения. Наличие песчаных карьеров недалеко от места строительства значительно снижает затраты на возведение дома.

Кварцевый песок – минерал с высоким содержанием кварца. Существует два вида данного песка: природный и искусственный.

Природный кварцевый песок образовался естественным дроблением кварцевых пород, его добывают из разработанных месторождений. В зависимости от места добывания песка его делят на: горный, речной, барханный и погребной. Для получения чистого кварцевого песка добытый в карьерах песок сначала промывают и очищают от примесей, затем обогащают, используя специальные электрохимические установки.

Для получения песка искусственным путем кварц дробят, затем измельчают и просеивают, фильтруя полученный песок по размеру зерна. Диапазон размеров крупиц песка варьирует от 0,1 до 1 мм.

Отличительной чертой кварцевого песка является однородность его структуры, он состоит из единственного минерала – кварца. Это свойство песка является определяющим фактором при изготовлении стекла, прозрачность которого напрямую зависит от количества примесей.

Еще одним определяющим свойством дробленого кварца является остроугольная форма его частиц. Анизотропия частиц способствует образованию прочной связи с цементом, что активно используется при создании строительных смесей.

Большая межзерновая пористость кварцевого песка способствует его высокой грязеемкости, позволяющей использовать минерал в качестве фильтрующего вещества. Вода, очищенная с помощью кварцевого песка становится мягкой, чистой и приятной на вкус.

Кварцевый песок устойчив к агрессивным средам и высоким температурам, не реагирует на атмосферные перепады, невосприимчив к физическим и химическим воздействиям. Поэтому он широко используется при изготовлении цемента, кирпича, производстве асфальта, его добавляют в бетон для получения матовой поверхности. Кварцевый песок применяют в фаянсовой, фарфоровой и химической промышленности.

Невзирая на все свои достоинства, кварцевый песок имеет вполне приемлемую цену, что еще более повышает его востребованность.

Сегодня кварцевый песок применяется в различных областях деятельности человека: строительстве, промышленности и иных областях. Материал справедливо считается одним из самых однородных и чистых по своей природе.

Имеет прочные гранулы, которые отлично справляются с природным, механическим и химическим разрушительным воздействием. В его составе важную роль играет кремнезем, на который приходится 99% вещества. В неочищенном виде в материале присутствуют оксиды марганца, железа, а также глина, полевой шпат и даже немного драгоценных металлов. Благодаря им крупицы получают красновато-бурый и желтоватый тон. После очищения кварцевый песок становится белым или же может иметь молочный оттенок.

Основными достоинствами кварцевого песка считаются:

• однородная структура;
• материал экологически чистый, не оказывает негативного влияния на здоровье людей;
• округлая форма;
• возможность окрашивания в любой цвет;
• превосходные сорбционные характеристики;
• высокий уровень пористости и грязеемкости;
• высокая прочность, стойкость к истиранию;
• химическая инертность;
• не выгорает от действия прямых солнечных лучей.

Кварцевый песок применяется в следующих сферах:

• производство бетона или кладочного раствора для строительных работ;
• при изготовлении полимерных напольных покрытий;
• формирование дорожного настила, придает противоскользящий эффект;
• изготовление искусственных мраморных камней с помощью вибролитья;
• проведение ландшафтных работ;
• изготовление декоративной штукатурки;
• в качестве украшающего элемента активно используют в зоологии, аквариумистике и садоводстве;
• нашел применение в детском и «хэндмэйд» творчестве.

Кварцевый песок обладает превосходными сорбционными характеристиками, поэтому он широко используется для изготовления водных фильтров и фильтрующих, а также дренажных систем. Для этого лучше всего подходит материал мелкой фракции. Благодаря отличной пористости и высокой плотности он в состоянии повысить качество воды и очистить жидкость значительного объема.

Материал используется при изготовлении цемента, бетона, асфальта и штукатурок. Это объясняется высокими характеристиками однородности и прочности. При проведении пескоструйных работ он служит насыпным веществом.

Чем выше плотность песка, тем выше его гигиенические свойства, поскольку он является очищенным от посторонних включений. Такой материал станет оптимальным при жилищном ремонте. Также его применяют при производстве стекловолокна, фарфора, фаянса, ЛКМ, стекла и других материалов.

Разновидности песка в зависимости от его добычи

Наиболее чистым является речной кварцевый песок. Поскольку он отличается максимально высокими эксплуатационными характеристиками, стоимость этого материала самая высокая. В морском песке имеются алевритовые и глиняные включения, поэтому он не настолько популярен, как речной материал.

Также кварцевый песок может добываться из оврагов. Особенностью такого материала является наличие острых углов и шероховатой поверхности. В его составе могут встречаться кусочки грунта и ила. Овражный песок используется при изготовлении штукатурных растворов и бетона. Аналогичную форму имеет и горный материал.

В строительстве чаще всего используется погребной песок. Он находится под слоем глины и грунта, добывается в специальных карьерах. Материал отличается шершавой поверхностью, он имеет особую угловатую острую форму.

Как видно, кварцевый песок применяется в самых различных областях. Он представлен различными видами в зависимости от плотности, размера фракции, формы, происхождения и других параметров. Познакомившись с особенностями каждого из них, можно подобрать наиболее подходящий песок для конкретных целей и задач.

Песок – такой материал, который применяется в любом строительстве. На данный момент выделяется несколько его типов. Это кварцевый, речной и овражный. Каждый из этих видов обладает определенными особенностями. Сегодня мы поговорим о кварцевом песке, который нашел широкое применение не только в строительстве, но и в промышленности.

Основные свойства кварцевого песка

Кварцевый песок – это дробленый кварц, который получается либо естественным путем, либо после специальной обработки. Материал очень сыпучий и однородный. В зависимости от того, из какой именно породы он получен, его можно подразделить на фракции. Величина их может варьироваться в пределах от 0,05 мм до 3 мм. Часто в материале встречаются примеси, обычно это кремнезем.

Есть несколько видов кварцевого песка в зависимости от его внешнего вида:

При любом способе добычи диоксид кремния проходит обработку и очищение, благодаря чему он сортируется в соответствии с видом и очищается от ненужного мусора и примесей.

Кварцевый песок имеет высокую абсорбцию, а также прекрасно сцепляется с различными смесями и материалами. Помимо этого, материал необычайно устойчив к температурным и механическим воздействиям.

Применение кварцевого песка

Материал применяется в очень многих отраслях. Сюда относится строительство, промышленность, фармацевтика и даже пищевая отрасль. Помимо этого, его применение можно встретить даже в тех сферах, где, казалось бы, он и вовсе не уместен.

Строительство

В сфере строительства применение кварцевого песка часто встречается в различных строительных материалах, например, блоков. Такие блоки имеют спокойный цвет и отличаются особой прочностью. Привлекательный внешний вид позволяет использовать этот материал для декорирования фасадов зданий и оформления ландшафтов. Также для придания особой прочности кирпичам для печей туда также добавляют диоксид кремния.

Особое внимание следует уделить тому, что наиболее прочные асфальт и бетон изготавливаются с применением кварцевого песка. Так, все современные марки цемента выпускаются только с добавлением этого материала, для повышения сцепления с поверхностью. Также на рынке представлены варианты грунтовки с добавлением кварцевого песка.

Важно! Иногда в готовом цементе есть столько песка, что дополнительное его добавление для создания бетонной смеси не требуется.

Так как нагрузка на покрытие дороги в тех местах, где постоянно повышенное движение высокое, то лучше укладывать асфальт, в составе которого находится дробленый кварц, дающий прочность.

Такого рода материал добавляют в декоративную штукатурку для финишной обработки поверхностей. Благодаря разнообразию кварца, готовое покрытие может отличаться по цвету и фактуре. Такое покрытие способно прослужить длительное время, а также если выбрана декоративная штукатурка с мелкой фракцией, дать идеально ровное покрытие.

При достижении температуры плавления из диоксида кремния можно создать даже особо прочное стекло. Помимо этого, в массу добавляются также горный хрусталь и жильный кварц.

Промышленность и водоочистка

Для придания прочности изготавливаемым элементам из фаянса или фарфора в материал также добавляется кварцевый песок. Именно таким образом эти хрупкие изделия могут прослужить довольно длительное время.

В фармацевтической промышленности материал из кварца используется из изготовления разнообразных линз. Из-за того, что материал обладает высокими абразивными свойствами, готовые стекла после пескоструйной обработки получаются идеально гладкими. На прозрачность линз такая обработка никак не влияет, так как для нее применяется песок белого оттенка. Используется песок для пескоструя, предназначенного для обработки других материалов.

В пищевой промышленности кварцевый песок используется для очистки воды. Благодаря своим уникальным свойствам, он полностью удаляет из жидкости все вредные примеси и частицы. Для большинства дорогостоящих фильтров используется только этот материал.

Но такой очищающий материал нужно периодически менять, чтобы он не утрачивал свою способность к очистке. В противном случае он станет грязным и непригодным для выполняемой функции. Помимо этого, вода не будет обогащаться теми минеральными веществами, которые содержатся в нем.

Кварцевый песок для частного использования

Очень распространено использование песка из кварца для очистки бассейнов. Для этого нужен мелкодисперсный кварц, который замечательно очищает воду от коллоидов, а также примесей механического типа.

Процесс очистки очень прост. Он представляет собой прогон воды через фильтр для бассейна с диоксидом кремния внутри и выход уже очищенной жидкости. Для увеличения срока эксплуатации нужно четко соблюдать инструкцию по применению и периодически менять находящийся внутри материал.

Совет! Для того чтобы песок не так сильно засорялся, раз в неделю можно очищать фильтр для бассейна путем прогона воды в обратную сторону.

Частота замены фильтрующего материала зависит от того, в каком водоеме он размещен. В постоянно используемом бассейне замена должна осуществляться 1 раз в 2 года, для бассейна сезонного типа хватит 1 раза в 5 лет, а для небольшой дачной емкости замена должна производиться 1 раз каждые 2 месяца.

Активно используется кварцевый песок для аквариума. И это неслучайно, ведь никакого вредного воздействия на живые организмы и воду он не оказывает, а декоративность придает особую.

Если песок будет окрашен в какой-либо цвет, то такое оформление будет выгодно отличать именно этот аквариум. Но цветной кварцевый песок будет отвлекать от рыбок и концентрировать внимание наблюдателя только на дне. Белый песок кварцевого типа для аквариума подходит не слишком хорошо, так как рыбки не выделяются на его фоне, а несколько теряются.

Зато черный вариант отлично подчеркнет внешнюю красоту рыбок и гармонично впишется в окружающий мир. Самым оптимальным вариантом будет смесь белого и черного песка, которая наиболее лаконично подчеркнет красоту аквариума.

Но перед использованием такого материала для аквариума, он обрабатывается тщательным образом. Он обязательно промывается проточной водой, кипятиться или же обдается кипятком. Слой песка на дне может быть в промежутке между 3 и 8 см с уклоном на переднюю стенку. Для удаления загрязнений из песка используется сифон, работающий на основе вакуума.

Купить песок из кварца для частного применения для бассейна можно в расфасовке по 25 и 50 кг. Также в зоомагазинах есть и мелкие по объему пачки с диоксидом кремния. В промышленных масштабах такой материал, конечно, используется в более значительных объемах.

Заключение

Материал универсального типа диоксид кремния подходит для использования в различных сферах жизни, вплоть до пищевой. Такая популярность заработана благодаря высоким качественным характеристикам, которые придают прочность любому материалу, куда добавляется этот песок. Высокая степень очищения воды и насыщение ее минеральными веществами позволяют материалу занять почетную позицию для частного использования. Но не только полезными свойствами славится песок из кварца. Он также обладает высокими декоративными характеристиками, которые могут украсить и поверхность стены, и дно аквариума.

Кварцевый песок – материал с уникальными свойствами , который применяется в самых различных отраслях и сферах. Перед тем, как рассмотреть, для чего нужен кварцевый песок, выясним, какими свойствами он обладает.

К основным характеристикам кварца относится:

• однородный состав, отсутствие примесей;
• прочность зерна, устойчивость к механическому воздействию;
• высокий показатель пористости;
• высокая очищающая способность;
• химическая инертность;
• податливость окрашиванию.

По происхождению неорганический материал классифицируется на такие разновидности:

• – самый качественный, чистый и дорогой;
• морской песок – может содержать частицы глины и примеси алеврита;
• горный песок – имеет шероховатую поверхность;
• овражный песок – с неправильной формой зерна;
• почвенный песок – имеет неровную форму с острыми углами и шероховатые гранулы.

В зависимости от обработки различают сухой, формовочный, фракционированный, окатанный, прокаленный вид.

Прочность гранул, устойчивость к воздействию различных негативных факторов, способность очищать жидкости от радионуклидов, микроорганизмов, тяжелых металлов и твердых примесей обусловили широкое использование кварца в гидрофильтрах , а также при проведении различных строительных и отделочных работ.

Применение материала в строительстве

Рассмотрим свойства и применение в строительной сфере . Он имеет ценные характеристики для разных строительно-ремонтных работ, в числе которых однородный состав, отсутствие глинистых примесей, плотность 1,5 тонны/куб. метр.

Материал используют при производстве блоков , которые имеют высокую прочность и привлекательный внешний вид. Их применяют для облицовки фасадов зданий, а также для создания объектов ландшафтного дизайна. Огнеупорные и прочные кирпичи для печей также производят с использованием этого наполнителя.

В состав самого качественного цемента также входит кварц, который обеспечивает высокую адгезию раствора с поверхностью. Он применяется при строительстве автомагистралей, рассчитанных на высокую нагрузку.

Также материал входит в состав штукатурных смесей , предназначенных для чистовой отделки стен. Благодаря однородности массы, получается гладкое и долговечное покрытие.

Где еще используют кварцевый песок?

Химические и физические параметры материала позволяют широко использовать его и в таких направлениях:

• Фильтрация воды . Использование аквафильтров с кварцевым наполнителем является самым эффективным способом очистки воды в гидротехнических сооружениях. Такой наполнитель способен задерживать обычные твердые загрязнения, хлор, алюминий, вирусы и бактерии, нитраты.
• Пескоструйная обработка поверхностей . Абразив под высоким давлением направляется на участок, который необходимо очистить, в результате чего удаляются все виды загрязнений. Таким методом ликвидируют признаки коррозии, жировые пятна, очищают бетон и камень, делают поверхность шероховатой, матируют стекло и зеркало, создают интересные узоры.
• Наливной пол . Технология позволяет создать долговечную, устойчивую к износу, ровную основу. в данном случае играет роль наполнителя и обеспечивает снижение себестоимости производства полимерного покрытия.
• Металлургическая отрасль . Формовочный песок является сырьем для создания литейных форм и стержней. От других видов кварца он отличается повышенным показателем прочности и однородностью, которая составляет 80%.
• Стекольное производство . Предприятия этой сферы являются основными потребителями песка. Он является основным сырьем для производства стекловолокна, стекла для медицинских, лабораторных и других целей.